系杆拱桥刚性吊杆更换关键技术分析

受限于技术发展的影响,在早期建设的系杆拱桥中大量采用了刚性吊杆技术,这些桥梁大多处于服役期内。由于设计人员认识的不足和施工工艺的缺陷,在役的系杆拱桥出现了较多的刚性吊杆病害,有些已经直接影响了桥梁的运营安全。目前关于刚性吊杆更换的工程实践相对较少,尚无成熟稳定的工艺工法,笔者结合扬州237省道北澄子河大桥吊杆更换的工程实践,对其中的关键技术进行了分析阐述,供同类工程参考。     

刚性吊杆系杆拱桥空间稳定性分析方法

以某下承式刚性吊杆系杆拱桥为实例,利用空间有限元程序对其空间稳定性进行分析。对刚性吊杆稳定性分析建模的四种模拟方案进行了具体分析计算。结果表明,不同模拟方案的计算结果相差很大,分析了差异的原因,提出了正确的分析方法。     

某异型系杆拱桥吊杆张拉控制分析

刚性拱柔性系杆组成的系杆拱桥可通过张拉吊杆调整主梁成桥线形,本文以某异型拱桥主梁在恒载作用下的竖向位移为零为控制目标,利用影响矩阵法计算各吊杆同时张拉时的张拉力,计算结果符合该异型系杆拱桥的结构体系规律。考虑到实际施工中各吊杆必须分批次张拉,先期和后期张拉的吊杆会相互影响,导致不同张拉顺序各吊杆的张拉力也不同,本文利用倒装法按照四种不同的张拉方案计算各吊杆实际施工过程中需要的张拉力,以使吊杆全部张拉完成后满足设计成桥状态。最后,通过比较分析得出该异型系杆拱桥最为合理的张拉方案。     

系杆拱桥吊杆张拉力的计算

系杆拱桥吊杆张拉力的确定对系杆拱桥在施工过程中和成桥阶段的受力十分重要。本文介绍了在计算系杆拱桥吊杆初始张拉力时常用的两种方法:影响矩阵法和倒拆法;对两种方法做了对比分析,并以实际工程为例,应用矩阵法和倒拆法分别求解了吊杆初始张拉力,可为同类工程提供参考。     

刚性吊杆的系杆拱桥侧倾失稳近似计算方法

采用能量原理推导了考虑刚性吊杆抗弯刚度的系杆拱桥侧倾稳定的近似计算公式,并用有限元程序进行了验证,指出文中所给公式基本能反映出具有刚性吊杆的系杆拱桥侧倾失稳特征,应用时应注意其前提假设.     

基于遗传算法的钢管混凝土系杆拱桥吊杆索力研究

为了确定钢管混凝土(CFST)系杆拱桥合理成桥状态吊杆索力,建立了基于遗传算法的系杆拱桥吊杆索力确定模型,其中,根据最小应变能原理,通过影响矩阵法建立了合理成桥状态目标函数,采用吊杆索力范围为约束条件,运用matlab平台编写了系杆拱桥索力计算程序,建立了基于遗传算法的系杆拱桥吊杆索力确定流程,将方法应用于工程实例分析,并与其他吊杆索力确定方法进行了对比。结果表明,文中提出的方法可以合理确定系杆拱桥吊杆索力,为系杆拱桥合理成桥状态吊杆索力计算提供了新途径。     

对系杆拱桥刚性吊杆更换的思考

因无法利用振动法测试刚性吊杆索力,给吊杆更换设计带来一定不确定性。本次通过仿真计算和现场千斤顶张拉综合判定吊杆成桥索力。根据目标索力,按照分批张拉和等效转移原则,利用临时吊杆系统逐根、交叉更换全桥吊杆,取得良好效果。本桥采用钢绞线整束挤压拉索体系吊杆可以极大提高吊杆耐久性,由于挤压钢绞线索体锚头面积较小,不需要调整原先钢丝镦头锚锚端尺寸,给施工带来方便。     

某钢管混凝土拱桥合理成桥状态的确定

在钢管拱桥的设计中,桥梁的合理成桥状态的确定是设计的首要任务.合理成桥状态确定是静力分析的首要环节.本文采用有限元软件Midas Civil建立其有限元模型,并利用斜拉桥的索力理论及调整方法,通过比较确定了吊杆拱桥的合理成桥状态的方法-刚性吊杆法的结论.     

结构损伤对刚性系杆拱桥动力特性的影响

以某下承式钢管砼系杆拱桥为实例,应用Midas/Civil软件建立了空间有限元计算模型,研究了横撑损伤与吊杆损伤时对其结构动力特性的影响。通过对比桥梁在完好状态和不同损伤情况下结构的动力特性,得出结论:结构损伤使刚性系杆拱桥的自振频率降低,横撑损伤使结构横向刚度降低较大,吊杆损伤对竖向刚度影响较大。横撑失效较横撑锈蚀对结构自振频率影响大,吊杆锈蚀对自振频率影响较关键位置处吊杆失效大。横撑损伤对结构振型形态影响比吊杆损伤对结构振型形态影响大。基于在不同状态下的结构动力特性分析,可为同类型桥梁在合理评价结构运营阶段的健康状况时提供参考和基础性数据。     

九曲江大桥吊杆张拉力的优化

以九江大桥为例,在计算中采用系梁的线形、拱肋弯矩作为控制目标来确定成桥状态时吊杆的合理张拉力,并对这两种方法的优缺点进行了分析比较,最后得出:刚性支承梁法在吊杆力的计算上有明显缺陷,建议采用刚性吊杆法的结论。     

钢桁架拱结构固有振动分析

采用有限元分析软件ANSYS对一种钢桁架拱结构进行固有振动分析,同时将钢桁架拱看作倒置的劲性索结构,采用劲性索结构的分析理论--能量变分法分析这类结构的频率,并将得到的结果进行了比较.结果表明,把研究劲性索时推出的计算公式用于桁架拱结构的固有振动分析可取得较好的结果,具有很高的精度,基频误差一般在5%以内,为该类结构的抗震与抗风验算提供了一种新的思路和方法.     

Experimental study on spatial mechanical behavior of CFST arch under non-directional loads

开展了考虑吊杆非保向力效应的哑铃形截面钢管混凝土单肋拱空间受力性能全过程试验，结果表明：横向加载初期，横向荷载-位移曲线就呈非线性特征，这一非线性特征是由几何非线性引起的；随着横向荷载的增大，面外初始缺陷对拱肋空间受力性能的影响程度逐渐降低。采用经试验结果验证的双重非线性有限元模型，进一步开展了哑铃形截面钢管混凝土单肋拱吊杆非保向力效应的初步分析，结果表明吊杆非保向力效应的存在，可显著提高拱结构空间受力性能，且随着吊杆力的增大，其提升效果愈加明显。     

基于动力特性的刚性系杆拱桥损伤识别的研究

指出刚性系杆拱桥的受力体系主要由拱肋、刚性系杆和吊杆组成,针对此类拱桥结构损伤识别研究较少的现状,结合当前动力特性研究的热点,指出了此类理论研究的主要趋势,达到了指导此类桥梁检测与维护的目的。     

异型拱桥顶系梁安装吊杆的施工分析与监测

针对全钢异型拱桥的受力特点,提出一种简单适用的顶系梁安装吊杆的施工方法。通过对1座机耕桥工程实例的计算分析及现场监测比较发现,该方法可以简单快捷地使吊杆获得合理的初张力,并使主梁线形满足设计要求。成桥后,顶升点附近的吊杆索力远大于其他吊杆索力,并承担了全桥主要恒载及活载。     

拱桥稳定性影响因素探讨

通过有限元分析软件Midas/Civil对某拱桥的稳定性影响因素进行了分析,探讨了拱桥矢跨比、横撑的形式和刚度、拱肋刚度和吊杆的刚度对稳定性的贡献,提出了一些对拱桥设计具有参考价值的建议.     

长节段钢管拱肋与系梁劲性骨架整体安装技术

对常州戚墅堰大桥的长节段钢管拱肋与系梁劲性骨架整体安装技术进行了介绍,指出施工过程中的大构件空间定位技术、大阶段拱肋安装变形控制技术、拱肋简支状态下水平力控制技术等具有创新性,在类似桥梁施工中可以推广应用。     

钢拱桥的抗震分析

利用ANSYS有限元程序建立其计算模型,基于大跨度桥梁的抗震设计理论,考虑了材料非线性及多点激励效应等因素,运用时程分析法对某中承式大跨度钢拱桥进行了罕遇地震作用下的地震响应分析,得出行波效应对大跨度拱桥截面的内力影响显著,对总体来说是不利的,不能忽略。     

大跨径自锚式悬索桥吊索索力相邻影响分析

针对大跨径自锚式悬索桥吊索索力的相邻影响问题,采用模型试验与理论分析相结合的方法,研究吊索索力“相邻影响原理”所适用的结构状态, 说明部分吊索未出现相邻吊索张拉使其索力骤减的原因,分析结构体系转换对相邻吊索及其他吊索索力的影响规律,揭示吊索张拉对相邻吊索索力的削减程 度与吊索成桥索力来源之间的相互关系。结果表明：吊索索力“相邻影响原理”仅适用于结构体系转换完成后的结构状态;自锚式悬索桥采用对称张拉或单 侧张拉两种不同方案时,张拉对相邻吊索索力的削减机理及削减程度不同;在施工中,吊索张拉对其他吊索索力的影响范围与吊索初张力、主缆重力刚度等 因素相关,吊索张拉对非相邻吊索索力的影响程度均基本相同;相邻吊索索力、其他吊索索力受结构体系转换进程的影响,会出现不同的变化规律;前期张 拉的大部分吊索的成桥索力主要来源于除相邻吊索外其他吊索张拉产生的累计增长效应;后期张拉的小部分吊索的成桥索力主要来源于因吊索张拉获得的索 力。     

浅谈钢管混凝土拱桥拱肋架设方法

对我国现有的钢管混凝土拱桥拱肋施工方法进行了总结,重点对转体施工法作了详细分析,指出各施工方法的优缺点和适用条件,并给出各自的应用实例.从而提高桥梁施工质量.